JPH0782189A - 1,4−ブタンジオールの製法 - Google Patents

1,4−ブタンジオールの製法

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JPH0782189A
JPH0782189A JP5228698A JP22869893A JPH0782189A JP H0782189 A JPH0782189 A JP H0782189A JP 5228698 A JP5228698 A JP 5228698A JP 22869893 A JP22869893 A JP 22869893A JP H0782189 A JPH0782189 A JP H0782189A
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JP
Japan
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reaction
rhenium
butanediol
palladium
carrier
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JP5228698A
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English (en)
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Takamasa Fuchigami
高正 渕上
Noriko Wakasa
のり子 若狭
Norihana Iwai
徳華 賀
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Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】γ−ブチロラクトンを、触媒を用いてより温和
な反応条件下に水素化し、高収率で1,4−ブタンジオ
ールを製造する。 【構成】γ−ブチロラクトンの水素化により1,4−ブ
タンジオールを製造する際に、パラジウムとレニウム化
合物からなる触媒を用い、エタノールを溶媒として水素
化反応を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1,4−ブタンジオール
の製法に関する。1,4−ブタンジオールは、ポリブチ
レンテレフタレート樹脂、ウレタンフォームやウレタン
系塗料、接着剤等の原料として、また、有機合成用溶
媒、塩化ビニル系樹脂等の溶剤、ポリウレタン弾性繊維
やポリエステルエラストマ−等の中間体として有用なテ
トラヒドロフランの原料として非常に有用な物質であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、γ−ブチロラクトンを触媒を用い
て水素化し、1,4−ブタンジオールを製造する方法に
関しては、多くの提案がなされている。例えば特開平3
ー178943号公報には、銅−クロム−マンガン−バ
リウム触媒を用い、反応温度210℃、圧力60atm
で水素化する方法が記載されているが、触媒成分である
銅の凝集の問題がある。また特開平1−290640号
公報には、Ru−アルキルホスフィン錯体触媒を用い、
反応温度200℃、圧力50atmで水素化する方法が
記載されているが、満足な1,4−ブタンジオール収率
が得られていない(23%)。更に米国特許4,55
0,185号では、活性炭担持パラジウム−レニウム触
媒を用い、反応温度180℃、圧力170atmで水素
化する方法が記載されているが、厳しい高圧の条件下に
1,4−ブタンジオールを得ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】それ故、γ−ブチロラ
クトンを触媒を用いて水素化して、より温和な反応条件
下に高収率で1,4−ブタンジオールを製造する方法の
開発が強く望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意研究を行った結果、アルコール
を溶媒として用い、周期律表第VIII族の金属から選
ばれた少なくとも一種以上の金属とレニウム化合物から
なる触媒を用いて、γ−ブチロラクトンを水素化する
と、より温和な条件下に高選択的に1,4−ブタンジオ
ールが得られることを見い出し本発明を完成するに至っ
た。
【0005】即ち本発明は、γ−ブチロラクトンの水素
化により1,4−ブタンジオールを製造するにあたり、
周期律表第VIII族の金属から選ばれた少なくとも一
種以上の金属とレニウム化合物からなる触媒を用い、ア
ルコールを溶媒として水素化反応を行なうことを特徴と
する1,4−ブタンジオールの製法に関するものであ
る。以下本発明について詳細に説明する。
【0006】本発明においては、アルコールを溶媒とし
て水素化反応を行なう。使用できるアルコールに特に制
限はなく、種々のアルコールを使用することができる。
例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブ
タノール等の分子内に一つのヒドロキシル基を有するア
ルコールや、エチレングリコール、ブタンジオール等の
分子内に二以上のヒドロキシル基を有するジオール、ト
リオール等を用いることができる。中でもメタノール、
エタノールが、またプロセスを考慮した場合にはブタノ
ールやブタンジオールが好適な例として挙げられる。
【0007】アルコールの使用量については、反応条件
下で原料が溶解する量であれば特に制限はない。また溶
媒であるアルコールは使用前に特に乾燥させる必要はな
く、逆に水が50%程度共存していても構わない。
【0008】本発明で用いる触媒は、周期律表第VII
I族の金属(以下、単にVIII族金属と略記する)と
レニウム化合物からなる触媒である。VIII族金属と
しては鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウ
ム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金から選
ばれた一種の金属又は二種以上の金属の混合物が例示で
きる。これらのうちパラジウム及びルテニウムがより好
ましく用いられる。
【0009】本発明においてはVIII族金属は本発明
の実施にあたりパウダー状やペースト状の金属をそのま
ま懸濁して用いることもできるが、好ましくは担体に担
持して用いられる。担体に担時して用いる場合、その調
製方法に特に制限はなく、公知の方法、例えば物理混合
法、含浸法、イオン交換法等で調製したものが使用でき
る。
【0010】これら調製法のうち含浸法で調製する場合
には例えば以下の方法により行うことができる。すなわ
ち、VIII族金属の原料を適当な溶媒に溶解し、これ
に担体を加え混合し、必要なら所定の時間静置した後、
乾燥する。その後、直接還元しても良いし、場合によっ
ては焼成した後に還元しても構わない。還元方法に特に
制限はなく、例えば水素等を用いて気相で還元しても、
あるいはヒドラジン等を用いて液相で還元しても構わな
い。還元温度は原料が金属にまで還元されれば特に制限
はないが、一般的に、150〜500℃の温度で実施さ
れる。また、イオン交換法で調製する場合には、所望の
濃度のVIII族金属の原料を用いてイオン交換し、そ
の後は含浸法と同様の方法で調製することができる。
【0011】VIII族金属を担体に担持して使用する
場合、担持量は特に制限されないが、VIII族金属と
して担体を含めた総重量当たり0.01〜20重量%、
好ましくは0.1〜10重量%である。
【0012】本発明においては、触媒として使用するV
III族金属の使用量は特に限定されないが、原料に対
して0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重
量%がよい。これより多くなるとコスト的に不利であ
り、逆に少ないと充分な活性が得られないことがある。
【0013】本発明で用いられるVIII族金属の原料
は、本発明の水素化反応中あるいは担体に担持した後の
還元によって金属に変化できるものであれば特に制限は
ない。例えば好ましいVIII族金属であるルテニウム
の場合、ルテニウム化合物として、塩化ルテニウム酸ア
ンモニウム、過ルテニウム酸カリウム、臭化ルテニウ
ム、塩化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、硝酸ニトロシ
ルルテニウム、酸化ルテニウム、ヘキサアンミンルテニ
ウム塩化物、ヘキサカルボニルテトラクロロジルテニウ
ム、トリス(アセチルアセトナト)ルテニウム、トリカ
ルボニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、
ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム
等のルテニウム化合物が用いられる。
【0014】またパラジウム化合物としては、ジニトロ
ジアミンパラジウム、臭化パラジウム、クロロカルボニ
ルパラジウム、塩化パラジウム、ヨウ化パラジウム、硝
酸パラジウム、酸化パラジウム、硫酸パラジウム、酢酸
パラジウム、テトラクロロパラジウム酸カリウム、ヘキ
サクロロパラジウム酸ナトリウム、テトラアンミンパラ
ジウム塩化物、テトラアンミンパラジウム硝酸塩、ジク
ロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テト
ラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等のパラ
ジウム化合物が用いられる。
【0015】本発明においてVIII族金属を担体に担
持して使用する場合、担体は多孔質の物質であればよ
く、例えばシリカ、アルミナ、シリカアルミナ、ゼオラ
イト、珪藻土、シリカマグネシア、シリカジルコニア、
マグネシア、ジルコニア、チタニア等結晶性または非結
晶性の金属酸化物あるいはそれらの複合酸化物、テニオ
ライト、ヘクトライト等の層状粘土化合物、活性炭等が
用いられる。これらのうち活性炭が特に好ましい。担体
の形状には特に制限はなく、反応形式に応じて粉末のま
ま、もしくは成形して用いることができる。懸濁床では
粉末あるいは顆粒を、固定床ではタブレットの打錠成形
品、球状あるいは棒柱状の押し出し成形品等が好ましく
用いられる。
【0016】本発明において用いられる触媒はVIII
族金属とレニウム化合物からなる。ここで使用されるレ
ニウム化合物は0価の金属そのもの、公知の2価から7
価の酸化物及び/又はレニウムの各種塩である。例えば
レニウム金属としては、レニウム黒、レニウム酸化物と
しては七酸化二レニウム、三酸化レニウム、二酸化レニ
ウム等が挙げられ、その他のレニウム化合物としては例
えば七硫化二レニウム、二硫化レニウム、七フッ化レニ
ウム、六フッ化レニウム、四フッ化レニウム、五塩化レ
ニウム、四塩化レニウム、三塩化レニウム、三臭化レニ
ウム、塩化三酸化レニウム、過レニウム酸、過レニウム
酸アンモニウム、テトラブチルアンモニウムレニウムオ
キシド、過レニウム酸カリウム、過レニウム酸ナトリウ
ム、ジレニウムデカカルボニル、クロロペンタカルボニ
ルレニウム、ペンタカルボニルメチルレニウム、ヨウ化
レニウムカルボニル、レニウムエトキシド、七酸化二レ
ニウムエーテル錯体等が挙げられる。
【0017】本発明においては使用するレニウム化合物
の使用方法については特に制限はなく、単独で用いて
も、あるいは必要に応じて二種以上混合して使用しても
構わない。また反応の形態に応じて使用するレニウム化
合物は、原料及び/又は溶媒に均一に溶解していても不
均一に混合されていても構わない。更にレニウム化合物
を担体に担持したものを使用しても構わない。担体に担
持する場合は、レニウム化合物単独で担持してもよい
し、前記VIII族金属が担持されている同一担体にレ
ニウム化合物を担持してもよい。レニウム化合物単独あ
るいはレニウム化合物とVIII族金属を担体に担持す
る場合、その担持方法に特に制限はない。例えばレニウ
ム化合物を、前記例示のVIII族金属と同様にして担
持することができる。またレニウム化合物とVIII族
金属とを担体に担持する場合、VIII族金属を先に担
体上に形成させ、しかる後にレニウム化合物を担持して
もよいし、逆にレニウム化合物を先に担持した後、VI
II族金属を担体上に形成させても構わない。さらにV
III族金属とレニウム化合物を同時に担体に担持させ
ても差し支えない。
【0018】レニウム化合物が担体に担持して使用され
る場合、担持量は特に制限されないが、レニウム金属と
して担体を含めた総重量当たり0.01〜20重量%、
好ましくは0.1〜10重量%である。
【0019】本発明においては、触媒として使用するレ
ニウム化合物の使用量は特に限定されないが、原料に対
して0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重
量%がよい。これより多くなるとコスト的に不利であ
り、逆に少ないと充分な活性が得られない。
【0020】本発明においては、原料としてγ−ブチロ
ラクトンが用いられる。
【0021】また本発明においては、反応は懸濁床によ
る回分、半回分、連続式でも、また固定床流通式でも実
施できる。
【0022】本発明の方法による反応は、加温、水素加
圧下で実施される。反応温度は通常50〜230℃、好
ましくは120〜220℃が選ばれる。これより温度を
高くすると副反応の進行が増すおそれがあり、低くする
と反応速度の点で不利になる。また、水素の圧力は通常
10〜150kg/cm2G、好ましくは15〜120
kg/cm2Gが選ばれ、本発明の方法ではこの範囲内
で望むべき反応が充分進行する。
【0023】反応時間は温度、圧力、触媒量の設定の仕
方あるいは反応方式によって変わるため一概にその範囲
を決めることは困難であるが、回分式、半回分式におい
ては通常1時間以上が必要で、好ましくは1〜20時間
が良い。反応時間が20時間より長いと更に反応が進行
し、副生成物が生成する場合がある。一方この範囲より
短い時間では、高い収率が得られない場合がある。ま
た、懸濁床による連続式反応あるいは固定床流通式反応
においては、滞留時間は0.1〜15時間でよい。
【0024】
【実施例】以下、本反応を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本反応がこれら実施例のみに限定されるもの
ではないことは言うまでもない。
【0025】なお、実施例の表中で用いた記号は、次の
通りである。
【0026】BDO:1,4−ブタンジオール THF:テトラヒドロフラン BuOH:ブタノール ReCO:ジレニウムデカカルボニル TBRe:テトラブチルアンモニウムレニウムオキシド 実施例1 10mlのステンレス製オートクレーブに、γ−ブチロ
ラクトン86mg(1mmol)、5%Pd/活性炭
(アルドリッチケミカル社製)21mg、ジレニウムデ
カカルボニル3.3mg、および溶媒であるエタノール
1mlを仕込んだ。次に系内を水素で充分置換した後、
100Kg/cm2Gになるように水素を圧入した。水
素圧入後、加熱攪拌しながら180℃に昇温し、16時
間水素化反応を行った。
【0027】反応終了後、オートクレーブを室温まで冷
却し、続いて水素をパージし反応液を取りだした。触媒
等をろ別してから、ろ液をガスクロマトグラフィーによ
り分析した。反応結果を表1に示す。
【0028】実施例2 溶媒としてエタノール1mlと水1.8mgを用いた以
外は実施例1と同様にして反応及び分析を行った。反応
結果を表1に示す。
【0029】実施例3 ジレニウムデカカルボニルの代わりにテトラブチルアン
モニウムレニウムオキシド4.9mgを用いた以外は実
施例1と同様にして反応及び分析を行った。反応結果を
表1に示す。
【0030】実施例4 ジレニウムデカカルボニルの代わりにテトラブチルアン
モニウムレニウムオキシド4.9mgを用いた以外は実
施例2と同様にして反応及び分析を行った。反応結果を
表1に示す。
【0031】実施例5 ジレニウムデカカルボニルの代わりに5%Re/アルミ
ナ37.2mgを用い、さらに反応温度を170℃とし
た以外は実施例1と同様にして反応及び分析を行った。
反応結果を表1に示す。
【0032】実施例6 ジレニウムデカカルボニルの代わりに5%Re/アルミ
ナ37.2mgを用い、さらに反応温度を170℃とし
た以外は実施例2と同様にして反応及び分析を行った。
反応結果を表1に示す。
【0033】比較例1 溶媒としてエタノールの代わりにエーテル化合物である
ジメトキシエタン1mlを用いた以外は実施例1と同様
にして反応及び分析を行った。反応結果を表1に示す。
【0034】比較例2 溶媒としてエタノールの代わりにトリグライム1mlを
用いた以外は実施例3と同様にして反応及び分析を行っ
た。反応結果を表1に示す。
【0035】比較例3 溶媒としてエタノールの代わりにジオキサン1mlを用
いた以外は実施例1と同様にして反応及び分析を行っ
た。反応結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、γ−ブチロラクトンを
水素化するにあたり、VIII族金属とレニウム化合物
とからなる触媒の存在下、アルコールを溶媒として水素
化反応を行なうことにより、従来の反応条件と比較し温
和な条件下で高収率で1,4−ブタンジオールを製造す
ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】γ−ブチロラクトンの水素化により1,4
    −ブタンジオールを製造するにあたり、周期律表第VI
    II族の金属から選ばれた少なくとも一種以上の金属と
    レニウム化合物からなる触媒を用い、アルコールを溶媒
    として水素化反応を行なうことを特徴とする1,4−ブ
    タンジオールの製法。
JP5228698A 1993-09-14 1993-09-14 1,4−ブタンジオールの製法 Pending JPH0782189A (ja)

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JP5228698A JPH0782189A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 1,4−ブタンジオールの製法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7935834B2 (en) 2004-07-01 2011-05-03 Isp Investments Inc. Catalysts for maleic acid hydrogenation to 1,4-butanediol

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7935834B2 (en) 2004-07-01 2011-05-03 Isp Investments Inc. Catalysts for maleic acid hydrogenation to 1,4-butanediol

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